CN107967370A - 基于cae仿真技术扩展偏置碰撞力传递路径的方法 - Google Patents

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王志涛
乔鑫
鄂世国
唐浩
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Abstract

本发明涉及一种基于CAE仿真技术扩展偏置碰撞力传递路径的方法，数据转换单元的输入端接有有限元网格模型；数据转换单元的输出端依次通过CAE模拟分析单元，CAE模拟结果单元，后处理结果查看变形、加速度曲线和车身侵入量单元，与目标值对比单元，碰撞性能单元输入端相连接；碰撞性能要求单元同样有分析原因单元、增加第三条碰撞传递路径单元相连接、有限元网格模型单元相连接，而获得变形、加速度曲线和车身侵入量单元，本发明的优点是相对降低对车身结构设计工程师的难度，车身开发难度降低，同时行人保护小腿碰撞等到很好的保障，为将来国内行人保护开发提供了很好的平台；以上两点给工程师带来了较大的便利，极大的缩短了项目周期。

Description

基于CAE仿真技术扩展偏置碰撞力传递路径的方法
技术领域
本发明涉及汽车制造领域，具体说是一种基于CAE仿真技术扩展偏置碰撞力传递路径的方法。
背景技术
由于汽车保有量越来越多，汽车的安全越来越受到重视。汽车碰撞事故中正面碰撞最为普遍，且正面碰撞事故造成的死亡人数最多，因此研究汽车正面碰撞安全性能有着重要的现实意义。国内外汽车行业高度重视汽车车身结构耐撞性研究，基于碰撞力传递路径的车身结构耐撞性设计是提高整车安全性的重要途径。在正面或偏置碰撞中，很多车型仅两条碰撞力传递路径，这种设计带来以下两个关键点：1.对车身结构设计工程师要求比较高，通常车身结构工程师较为缺乏；2.行人保护小腿碰撞结果得不到很好的保障。以上给工程师带来了很大的挑战，同时增加了项目开发时间。
发明内容
本发明的目的是提供一种基于CAE仿真技术扩展偏置碰撞力传递路径的方法，通过在底盘副车架前面增加第三条碰撞力传递路径出发，从而改善碰撞力传递路径，同时兼顾考虑行人保护小腿的碰撞，减轻对车身结构的设计压力，同时提高了整车碰撞安全性能和行人保护小腿性能。
为实现上述目的，本发明的目的是通过如下技术方案来实现的：一种基于CAE仿真技术扩展偏置碰撞的力传递路径的方法，它包括有白车身，闭合件，底盘，保险杠蒙皮，动力总成，座椅等CAD数据、焊点、保护焊和胶粘数据单元，其技术要点是：白车身，闭合件，底盘，保险杠蒙皮，动力总成，座椅等CAD数据、焊点、保护焊和胶粘数据单元通过数据转换单元与数据转换单元输入端相连接，数据转换单元的输入端还连接有有限元网格模型；数据转换单元的输出端依次通过CAE模拟分析单元，CAE模拟结果单元，后处理结果查看变形、加速度曲线和车身侵入量单元，与目标值对比单元，碰撞性能单元输入端相连接；碰撞性能要求单元同样有分析原因单元、增加第三条碰撞传递路径单元相连接、有限元网格模型单元相连接，而获得变形、加速度曲线和车身侵入量单元。
1) 本发明是由白车身，闭合件，底盘，保险杠蒙皮，动力总成，座椅等CAD数据、焊点、保护焊和胶粘数据单元组成；
2) 本发明的数据收集单元：收集1）数据单元，数据转换；
3）本发明的有限元网格模型：通过有限元前处理软件ANSA将CAD数据转换为网格模型；
4) 本发明的数据转换单元：有限元前处理ANSA软件将数据收集单元中的数据转换为软件识别的connection格式，其中将焊点数据3D点转换为spotweld，保护焊CAD线转换为spotline，胶的CAD平面转换为adhesive face，通过connection manager给定焊点的直径、保护焊的间隔及膨胀胶的宽度。同时引入3）中的有限元网格模型，通过CAE整车模型里的连接信息采集单元采集得到焊点、保护焊、胶粘连接的零件编号；
5) 本发明的偏置碰撞CAE模拟分析单元：通过有限元计算处理，获得分析结果在后处理软件中查看变形、加速度曲线和车身侵入量单元。
6）本发明的与目标值对比单元：通过5）中的得到的变形、加速度曲线和车身侵入量单元，与目标值对比，不满足碰撞性能要求。
7) 本发明的分析原因单元：按照 6）中的分析结论，发现偏置碰撞变形模式不好，主要表现在力的传递路径较少，仅有2条传递路径，无法有效的将碰撞力传递向车身后部传递。
8) 本发明的增加第3条碰撞力传递路径单元：通过5）、6）和7）增加第3条碰撞力传递路径单元，有效将碰撞力分散，碰撞分析结果满足目标值要求。
通过对比可知本发明方法能够满足碰撞需求且通用，确定了本发明方法的有效性和可靠性。
本发明的优点是：1相对降低对车身结构设计工程师的难度，车身开发难度降低、2行人保护小腿碰撞等到很好的保障，为将来国内行人保护开发提供了很好的平台；以上两点给工程师带来了较大的便利，极大的缩短了项目周期。
附图说明
图1为本发明的方框原理示意图；
图2为碰撞车型传递路径示意图；
附图标记说明：
1前横梁、2吸能盒、3纵梁、4上纵梁、5副车架前横梁、6副车架吸能盒、7副车架小纵梁、8副车架。
具体实施方式
下面将结合附图并通过，对本发明作进一步详细说明，但下述仅仅是本发明的例子而已，本发明的权利保护范围以为准。
以下结合图1~2，通过详细说明本发明的内容：白车身，闭合件，底盘，保险杠蒙皮，动力总成，座椅等CAD数据、焊点、保护焊和胶粘数据单元通过数据转换单元与数据转换单元输入端相连接，数据转换单元的输入端还连接有有限元网格模型；数据转换单元的输出端依次通过CAE模拟分析单元，CAE模拟结果单元，后处理结果查看变形、加速度曲线和车身侵入量单元，与目标值对比单元，碰撞性能要求单元输入端相连接；碰撞性能单元同样有分析原因单元、增加第三条碰撞传递路径单元相连接、有限元网格模型单元相连接，而获得变形、加速度曲线和车身侵入量单元。
1) 本发明是由白车身，闭合件，底盘，保险杠蒙皮，动力总成，座椅等CAD数据、焊点、保护焊和胶粘数据单元组成；
2) 本发明的数据收集单元：收集1）数据单元，数据转换；
3）本发明的有限元网格模型：通过有限元前处理软件ANSA将CAD数据转换为网格模型；
4) 本发明的数据转换单元：有限元前处理ANSA软件将数据收集单元中的数据转换为软件识别的connection格式，其中将焊点数据3D点转换为spotweld，保护焊CAD线转换为spotline，胶的CAD平面转换为adhesive face，通过connection manager给定焊点的直径、保护焊的间隔及膨胀胶的宽度。同时引入3）中的有限元网格模型，通过CAE整车模型里的连接信息采集单元采集得到焊点、保护焊、胶粘连接的零件编号；
5) 本发明的偏置碰撞CAE模拟分析单元：通过有限元计算处理，获得分析结果在后处理软件中查看变形、加速度曲线和车身侵入量单元。
①变形：使用后处理软件读取计算结果的d3polt文件，整体变形应当合理，首先吸能盒和纵梁应逐级压溃，车身无开裂，乘员舱保持稳定，无大变形。
②加速度曲线：找到左、右B柱下设定的加速度传感器单元，并获得相应的节点ID号，使用后处理软件读取计算结果nodout的加速度节点，描绘出左、右B柱下的加速度曲线。
③车身侵入量：找到车身防火墙和A柱上设定的节点，并获得相应的节点ID号，使用后处理软件输出车身防火墙和A柱的侵入量曲线，并读取曲线的最大值。
6）本发明的与目标值对比单元：偏置碰撞结构目标是由安全部门分解给CAE部门作为输入，通过5）中的得到的变形、加速度曲线和车身侵入量单元，与目标值对比，不满足碰撞性能要求。
7) 本发明的分析原因单元：按照 6）中的分析结论，发现偏置碰撞变形模式不好，主要表现在力的传递路径较少，仅有2条传递路径，无法有效的将碰撞力传递向车身后部传递。
①车辆40%重叠正面冲击固定可变形壁障，偏置碰撞的法规速度为64km/h，定位为按照车宽的40%，离地高度为200mm。
②偏置碰撞中仅有2条传递路径，1条是123，第2条为4，如图2，但碰撞过程中乘员舱变形较大，主要问题是碰撞力无法有效的向车身后部传递。
8) 本发明的增加第3条碰撞力传递路径单元：通过5）、6）和7）增加第3条碰撞力传递路径单元，传递路径为56和7，如图2，有效将碰撞力分散，碰撞分析结果满足目标值要求。

Claims (1)

1.一种基于CAE仿真技术扩展偏置碰撞力传递路径的方法，包括有白车身，闭合件，底盘，保险杠蒙皮，动力总成，座椅等CAD数据、焊点、保护焊和胶粘数据单元，其特征在于：所述白车身，闭合件，底盘，保险杠蒙皮，动力总成，座椅等CAD数据、焊点、保护焊和胶粘数据单元通过数据转换单元与数据转换单元输入端相连接，数据转换单元的输入端还连接有有限元网格模型；数据转换单元的输出端依次通过CAE模拟分析单元，CAE模拟结果单元，后处理结果查看变形、加速度曲线和车身侵入量单元，与目标值对比单元，碰撞性能单元输入端相连接；碰撞性能要求单元同样有分析原因单元、增加第三条碰撞传递路径单元相连接、有限元网格模型单元相连接，而获得变形、加速度曲线和车身侵入量单元。
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